界面新聞記者 | 李彪

界面新聞編輯 | 文姝琪

2010年，美國加州大學伯克利分校的Krste Asanovi?、David Patterson等研究員提出創建一套新計算機指令集架構。這套新指令集最初是為大學教學設計，用來替換過時的MIPS和SPARC指令集。

新指令集基于計算機架構領域的RISC原則（Reduced Instruction Set Computer，精簡指令集）開發，采用了固定長度指令、少量簡單指令等設計規則，極大降低了芯片硬件的開發門檻。

在正式推出之前，伯克利分校研究團隊已開發了早期的四代版本，因此這套新指令集被命名為RISC-V，即第五代精簡指令集。最早發布的RISC-V官方標準RV32I采用32位基礎整數指令，總共只有47條指令。

更重要的是，與當時已經大規模商用的x86、ARM指令集不同，RISC-V完全開源、免費提供，不收授權費用，任何開發者都可以在RISC-V的基礎上按功能需求靈活擴展，做二次開發。

2015年左右，RISC-V開始探索商業化。而在最開始為大學科研使用的RISC-V走出實驗室前，x86和ARM兩大指令集已經在商業世界形成了強大的生態壁壘。

英特爾和AMD早年靠在個人電腦、服務器領域推廣x86指令集架構，牢牢占據全球桌面CPU處理器生態系統八成以上的市場份額。ARM則在智能手機爆發時崛起，高通、聯發科基于幾乎壟斷整個移動CPU處理器市場。

“開放的RISC-V是一個理想選擇，但當時它的47條指令基本不可用，僅是個概念。”2017年，國內RISC-V創業公司知合計算創始人、阿里達摩院首席科學家孟建熠第一次在上海交通大學大學工作坊分享活動上了解到RISC-V。當時他入行已有14年之久，其所工作的公司中天微主要基于自研指令集研發嵌入式CPU處理器。

電腦、服務器、手機這一類通用設備不同，嵌入式硬件以 “完成特定任務” 為核心，設計目標是高效、穩定地滿足單一或有限的專用功能，類似的產品應用包括AIoT物聯網智能家居的內置功能模塊、工業設備控制器、汽車傳感器等等。

此類設備嵌入于其他電子設備之中，專門按照特定功能設計，對芯片的要求是 “低成本、低功耗、可定制”，開源的RISC-V可以支持開發者靈活擴展做二次開發，匹配了嵌入式的定制化需求，再加上低成本優勢，迅速打開嵌入式市場開始普及。

2018年，阿里巴巴宣布全資收購中天微，將其與旗下達摩院芯片團隊整合為平頭哥半導體公司，專攻RISC-V架構的處理器。他向界面新聞記者回憶，當時在平頭哥所做的工作就是“將RISC-V轉為實用架構”。

而作為平頭哥RISC-V芯片業務負責人，孟建熠領導團隊陸續開發了玄鐵C910、C920 CPU處理器IP。 C910當時作為全球首款實現規模化量產的高性能RISC-V處理器，并支持Linux、安卓等操作系統，引發業內轟動。

在孟建熠看來，當時平頭哥已經將RISC-V CPU IP業務做得非常成熟。但當時RISC-V生態門檻還很低，仍缺少像電腦、手機處理器一樣的標志性產品，難以實現重大突破。尤其是在操作系統、開發工具等軟件上，早期因為RISC-V配套軟件生態薄弱，投入不足，團隊在研發時踩了不少坑。

回溯指令集架構的演進歷史可以發現，芯片出貨量越大、服務領域越多，生態制約越大，每個領域都需要自己搭建生態。

孟建熠認為，嵌入式設備對生態要求較低，橫跨上百個領域，且需要按照不同的專用功能做定制產品，導致RISC-V生態碎片化，軟件與硬件缺乏統一的標準，相應的應用“專用有余、通用不足”。2018年前后，RISC-V在國內熱度不高，只有極少數產業界公司和學術界科研機構在做研究。

進入2022年，是RISC-V在產業界的爆發之年。RISC-V國際基金會在這一年宣布，全球搭載RISC-V核心的芯片出貨量總計超過了100億顆。從2010年誕生算起，RISC-V達成這一目標只用了12年，在此之前，ARM用了21年，x86則用了30年甚至更久時間。

嵌入式硬件是RISC-V最大的應用市場。嵌入式設備穩定占據RISC-V超過60%的份額，IoT智能家居、工業控制器等設備占大頭。孟建熠認為，RISC-V在智能家居等嵌入式設備市場發展已經成熟，“如果說五六年前，大家還在討論RISC-V能否用于IoT，現在這已無疑問”。行業的關注點已經轉向“RISC-V能達到多高性能？是否能與x86、ARM三分天下？”

當時在他看來，RISC-V達到100億芯片的出貨量只用10年時間，發展速度甚至超過了ARM。但“很多人期待明年出PC，后年出筆記本，大后年出服務器，目前RISC-V都是多用于耳機等IoT設備”，要證明其能與x86、ARM“三分天下”的生態地位，RISC-V需要拿出更多標桿性產品。

2022年同年，孟建熠從阿里巴巴離職，創辦知合計算。新公司的主營業務是基于RISC-V架構開發高性能處理器，重點面向AI算力領域。

孟建熠相信，要讓RISC-V生態崛起，需要進軍通用高性能芯片。與嵌入式相比，高性能計算主要有兩項優勢：第一，如果能證明RISC-V能達到x86的高度、甚至更高水平，這對行業具有標桿意義；第二，目前只有高性能芯片能運行所有軟件，如數據中心運行大型軟件，可供推動新生態發展。

RISC-V行業也將建設生態的目標瞄準了AI。

在今年7月17日上海舉辦的第五屆RISC-V中國峰會上，RISC-V國際基金會CEO Andrea Gallo在演講中透露，按調研機構SHD Group報告預測，到2031年，RISC-V芯片出貨量將超過200億顆。更為重要的是，RISC-V的成功正從嵌入式計算領域延伸至存儲技術和高性能計算領域。

國內近幾年也涌現出眾多應用于RISC-V的產品項目：中科院計算所旗下開源芯片研究院研發的“香山”第三代處理器計劃量產；知合計算發布基于玄鐵RISC-V CPU內核的芯片通推一體芯片A210；進迭時空也發布了下一代AI服務器的V100 RISC-V芯片；阿里巴巴達摩院也宣布旗下首款服務器級CPU玄鐵C930在高算力需求場景中得到驗證。

孟建熠在采訪中告訴記者，在AI領域，相比于業內用“x86 CPU+GPU”做AI模型訓練所需要的大規模并行計算，推理只需做小規模運算，往往用單機即可運行，成本低，更適合RISC-V切入。RISC-V芯片目前整合“CPU+GPU”二者功能，雖然性能較低，但勝在性價比更高，適合不同市場。

但他也承認，RISC-V行業目前在AI高性能計算應用上的突破還不夠，許多產品性能對標傳統服務器的階段都還留在“PPT跑分”上，沒有公司可以真正拿出高性能計算的標桿產品。

從專用嵌入式設備到通用的終端設備，再到高性能計算，在孟建熠看來，RISC-V經歷的是一個三級爬坡的過程，高性能計算目前是最高的峰頂。“從資金投入的角度，嵌入式設備場景，一個億以下就能搞定，通用終端是小幾個億，高性能計算可能是10到20個億，每一級爬坡都是非常大的挑戰”。

知合計算今年發布的通推一體的A210 CPU正面向客戶開放樣片測試申請，接下來進一步投入將芯片量產，主要針對邊緣服務器場景。公司自研的高性能CPU IP內核也公布了進展，目前已完成設計并開放FPGA測試申請。未來基于該內核的芯片將以整機CPU或服務器的形態投入市場，屆時將通過交付給客戶實地在其之上運行AI大模型，性能對標傳統AI服務器競爭。

“目前RISC-V最缺一個大生態支點，如同蘋果和高通在ARM移動生態的角色。”孟建熠在采訪最后告訴界面新聞說，目前面對AI市場，三大架構進入這個市場的起點就像各自的年份——x86是一個50歲有經驗的人，ARM 30多歲，RISC-V只有15歲——RISC-V需要發揮開源生態的優勢，在高性能計算領域拿出標桿產品。